電子制御装置
【課題】駆動対象に対する外力の加わり方が異なる場合でも、噛み合わせクラッチの接続を確実に解除する。
【解決手段】電子制御装置１００は、バックドアを開閉動作させるために、モータ駆動部６で電動モータ１２を回転させ、電動モータ１２の駆動力をバックドアに断続して伝達するために、クラッチ駆動部４で噛み合わせクラッチを接続または接続解除させ、電流検出部２で電動モータ１２に流れる電流を検出する。モータ駆動部６で電動モータ１２を停止させた後、電流検出部２で検出された、電動モータ１２に流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、モータ駆動部６で電動モータ１２を停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、モータ駆動部６により電動モータ１２を停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、かつ、クラッチ駆動部４で噛み合わせクラッチを接続解除させる。
【解決手段】電子制御装置１００は、バックドアを開閉動作させるために、モータ駆動部６で電動モータ１２を回転させ、電動モータ１２の駆動力をバックドアに断続して伝達するために、クラッチ駆動部４で噛み合わせクラッチを接続または接続解除させ、電流検出部２で電動モータ１２に流れる電流を検出する。モータ駆動部６で電動モータ１２を停止させた後、電流検出部２で検出された、電動モータ１２に流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、モータ駆動部６で電動モータ１２を停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、モータ駆動部６により電動モータ１２を停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、かつ、クラッチ駆動部４で噛み合わせクラッチを接続解除させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させ、電動モータの駆動力を駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車のバックドアやスライドドアなどの開閉体は、正逆回転可能な電動モータを駆動源として、電子制御装置（ＥＣＵ）に開閉動作を制御される。バックドアの駆動装置には、特許文献１に開示されているような、アーム式の開閉機構や、特許文献２に開示されているような、スピンドル式の開閉機構などが採用されている。スライドドアの駆動装置には、特許文献３〜５に開示されているような、ベルト・プーリ式の開閉機構や、特許文献６に開示されているような、ワイヤ式の開閉機構などが採用されている。
【０００３】
電動モータの駆動力をバックドアやスライドドアなどの駆動対象に断続して伝達するために、電動モータと駆動対象とをつなぐ回転軸には、噛み合わせクラッチが設けられている。噛み合わせクラッチには、特許文献３〜６に開示されているような、電磁作用で作動する電磁クラッチや、特許文献７に開示されているような、モータの駆動力で作動するクラッチなどがある。
【０００４】
噛み合わせクラッチには、電動モータ側歯部材と駆動対象側歯部材とが備わっている。両歯部材を接続する（噛み合わせる）ことにより、電動モータの駆動力が駆動対象に伝達されて、駆動対象が動作する。また、両歯部材の接続を解除する（噛み合いを外す）ことにより、電動モータの駆動力が駆動対象に伝達されなくなって、駆動対象が動作しなくなる。
【０００５】
噛み合わせクラッチの接続を解除する際に、駆動対象に外力がかかると、噛み合っている歯部材に負荷が加わり、接続が解除されないおそれがある。また、歯部材間の静止摩擦により、接続が解除され難くなることがある。
【０００６】
そこで、噛み合わせクラッチの接続を解除し易くするため、特許文献３および特許文献４では、電動モータを停止して、電磁クラッチへの通電を停止した後に、電動モータを短時間、両回転方向に駆動して、電磁クラッチを接続解除（切断）状態にしている。また、特許文献４では、駆動対象（スライドドア）が外力により開方向または閉方向に移動している場合は、電磁クラッチに一定時間通電した後に、該通電を遮断し、駆動対象を移動中の方向へ駆動させる回転方向に電動モータを作動して、電磁クラッチの噛み合った歯部材に加わる負荷を解除している。
【０００７】
また、特許文献５では、電動モータへの電流が所定値以上に達したか否かにより、電動モータへの負荷の有無を判断し、負荷有りと判断した場合に、電動モータを停止した後、電動モータを停止以前と逆方向に回転させている。そして、電動モータが一定量逆方向に回転した場合に、電動モータと電磁クラッチへの通電をそれぞれ遮断している。
【０００８】
また、特許文献６では、駆動対象（スライドドア）が全開位置に到達した際に、電動モータを停止した後、駆動対象が閉作動する方向へ電動モータを低出力で反転させている。そして、一定時間経過後に電動モータを停止し、駆動対象が所定量移動していない場合に、電動モータを前記低出力より大きな出力で再度反転させている。
【０００９】
また、特許文献７では、フリーホイールハブ用の噛み合わせクラッチにおいて、噛み合わせクラッチを接続状態にする際に、クラッチ駆動用のモータを第１所定時間だけ正転させている。そして、噛み合わせクラッチを接続解除状態にする際に、クラッチ駆動用のモータを第１所定時間より長い第２所定時間だけ逆転させている。
【００１０】
さらに、特許文献８では、駆動対象（ルーフガラス）を動作させるギヤなどの噛み合い部分に大きな荷重が作用したままになるのを防止するために、駆動対象が全閉位置に至って、電動モータがロック状態になると、電動モータを微小時間反転させている。そして、駆動対象が全閉位置から移動していない場合に、電動モータを再度微小時間反転させている。
【００１１】
ところで、自動車の傾斜や気候によって、バックドアやスライドドアなどの駆動対象に加わる重力や風力などの外力の方向や大きさが異なる。また、駆動対象の開閉位置によって、駆動対象に加わる重力や機械的要素からの反力などの外力の方向や大きさが異なる。そのため、駆動対象の動作を制御する際には、駆動対象に対する外力の加わり方によって、電動モータの役割が異なり、噛み合わせクラッチの噛み合い状態が異なる。
【００１２】
具体的には、たとえば、自動車のバックドアを所定速度で閉めるように制御する際に、バックドアに閉方向へ大きな外力が加わると、バックドアの自然落下速度が速くなる。この場合、電動モータの駆動力を小さくして、開閉機構からバックドアに落下方向とは逆方向に力を加えて、バックドアの落下を抑制する。つまり、電動モータがバックドアの閉動作にブレーキをかける。このとき、図９（ａ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５では、バックドア側の歯部材１５ａが電動モータ側の歯部材１５ｂをバックドアの閉方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。
【００１３】
また、バックドアを所定速度で閉めるように制御する際に、バックドアに開方向へ大きな外力が加わると、バックドアの自然落下速度が遅くなる。この場合、電動モータの駆動力を大きくして、開閉機構からバックドアに落下方向に力を加えて、バックドアの落下を促進する。つまり、電動モータがバックドアの閉動作をアシストする。このとき、図９（ｂ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５では、電動モータ側の歯部材１５ｂがバックドア側の歯部材１５ａをバックドアの閉方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。
【００１４】
このように、駆動対象に対する外力の加わり方によって、噛み合わせクラッチ１５の噛み合わせ状態が異なると、その後、噛み合わせクラッチ１５の接続を解除するときに、歯部材１５ａ、１５ｂ同士が離れ難くなり、接続が解除されなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１１８２７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２１７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１８０７３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１８０７４０号公報
【特許文献５】特開２００３−１４８０４８号公報
【特許文献６】特開２００２−３２２８７０号公報
【特許文献７】特許第２８７０８６５号公報
【特許文献８】特開２００３−３５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、駆動対象に対する外力の加わり方が異なる場合でも、噛み合わせクラッチの接続を確実に解除することができる電子制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る電子制御装置は、駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させるモータ駆動部と、電動モータの駆動力を駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除するクラッチ駆動部と、モータ駆動部とクラッチ駆動部とを制御する制御部と、電動モータに流れる電流を検出する電流検出部とを備える。制御部は、モータ駆動部により電動モータを停止させた後、電流検出部により検出された、電動モータに流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、モータ駆動部により電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、前記停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、モータ駆動部により電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、かつ、クラッチ駆動部により噛み合わせクラッチを接続解除させる。
【００１８】
上記によると、駆動対象の停止直前に、大きな外力が駆動対象の動作方向と反対方向に加わって、電動モータが駆動対象の動作をアシストするように駆動していた場合は、噛み合わせクラッチのモータ側の歯部材が駆動対象側の歯部材を駆動対象の動作方向へ押すようにして、両歯部材が噛み合っている。この場合、電動モータの駆動力が大きかったため、電動モータの停止直前の電流値がしきい値以上になり、電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチの噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００１９】
また、駆動対象の停止直前に、大きな外力が駆動対象の動作方向と同じ方向に加わって、電動モータが駆動対象の動作にブレーキをかけるように駆動していた場合は、噛み合わせクラッチの駆動対象側の歯部材がモータ側の歯部材を駆動対象の動作方向へ押すようにして、両歯部材が噛み合っている。この場合、電動モータの駆動力が小さかったため、電動モータの停止直前の電流値がしきい値未満になり、電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチの噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００２０】
また、本発明では、上記電子制御装置において、しきい値として、電動モータが停止前に一方の方向へ回転していた場合の第１しきい値と、電動モータが停止前に他方の方向へ回転していた場合の第２しきい値とを設け、制御部は、モータ駆動部により電動モータを停止させた後、電動モータの停止直前の電流値と、電動モータの停止前の回転方向に応じた第１しきい値または第２しきい値とを比較するようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明では、上記電子制御装置において、電動モータは、直流電動モータから構成され、モータ駆動部は、電動モータへ流す電流の方向と大きさを変化させることにより、電動モータの回転速度と回転方向を切り替えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、本発明では、上記電子制御装置において、噛み合わせクラッチは、噛み合い式の電磁クラッチから構成され、クラッチ駆動部は、噛み合わせクラッチに設けられたコイルに通電することにより、噛み合わせクラッチを接続し、コイルへの通電を停止することにより、噛み合わせクラッチを接続解除するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、駆動対象に対する外力の加わり方が異なる場合でも、噛み合わせクラッチの接続を確実に解除することができる電子制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御装置の電気ブロック図である。
【図２】同電子制御装置が作動させる機械構成を示した図である。
【図３】同電子制御装置の制御ブロック図である。
【図４】同電子制御装置の動作フローチャートである。
【図５】自動車のバックドアの開閉速度を示した図である。
【図６】他の実施形態に係る電子制御装置の制御ブロック図である。
【図７】他の実施形態に係る電子制御装置の動作フローチャートである。
【図８】自動車のバックドアとバックドアの駆動装置を示した図である。
【図９】噛み合わせクラッチの噛み合い状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００２６】
まず、本発明の一実施形態に係る電子制御装置（ＥＣＵ）１００の構成を、図１を参照しながら説明する。また、電子制御装置１００が作動させる機械構成を、図２および図８を参照しながら説明する。
【００２７】
電子制御装置１００は、駆動装置１０を作動させて、図８に示すような、自動車４０のバックドア３０の開閉動作を制御する。駆動装置１０には、図１に示す電磁コイル１１と電動モータ１２とエンコーダ１３と、図２に示すギヤ群１４と噛み合わせクラッチ１５と開閉機構１６とが備わっている。
【００２８】
電動モータ１２は、直流電動モータから構成されている。電動モータ１２は、駆動源であり、正逆回転可能である。電動モータ１２の駆動力は、ギヤ群１４、噛み合わせクラッチ１５、および開閉機構１６を介して、駆動対象であるバックドア３０に伝達される。
【００２９】
エンコーダ１３は、電動モータ１２の正方向と逆方向の回転を検出するために、２相設けられている。噛み合わせクラッチ１５は、噛み合い式の電磁クラッチから構成されている。噛み合わせクラッチ１５は、電動モータ１２の駆動力をバックドア３０に断続して伝達するために、ギヤ群１４と開閉機構１６との間に設けられている。
【００３０】
開閉機構１６として、アーム式の開閉機構が採用された場合は、図８（ａ）に示すように、自動車４０の後部の左右の一方端に駆動装置１０が取り付けられ、左右両端にダンパ１８が取り付けられる。また、スピンドル式の開閉機構が採用された場合は、図８（ｂ）に示すように、自動車４０の後部の左右の一方端に駆動装置１０が取り付けられ、他方端にダンパ１８が取り付けられる。
【００３１】
電動モータ１２の駆動力が開閉機構１６に伝達されることにより、開閉機構１６に備わるアーム１７（図８（ａ））または図示しないスピンドルがバックドア３０を押し上げたり引き下げたりして、バックドア３０が開閉される。また、そのときのバックドア３０の急激な勢いや振動などは、ダンパ１８により吸収される。
【００３２】
図１に示すように、電子制御装置１００には、制御部１、クラッチ駆動部４、モータ駆動部６、パルス検出回路７、および電圧変換部８が備わっている。クラッチ駆動部４、モータ駆動部６、および電圧変換部８は、電源であるバッテリ９と接続されている。
【００３３】
電圧変換部８は、バッテリ９の電圧を制御部１用の電圧値に変換する。制御部１は、バッテリ９から電圧変換部８を介して電力を供給される。制御部１は、マイクロコンピュータとメモリから構成されている。制御部１には、電流検出部２と速度検出部３が備わっている。制御部１は、クラッチ駆動部４とモータ駆動部６とを制御する。
【００３４】
クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１に電流を流す回路から構成されている。電磁コイル１１は、噛み合わせクラッチ１５（図２）に設けられている。クラッチ駆動部４は、電動モータ１２の駆動力をバックドア３０に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチ１５を接続または接続解除する。
【００３５】
詳しくは、クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１に通電して、磁力を発生させる。これにより、噛み合わせクラッチ１５の電動モータ１２側の歯部材１５ｂとバックドア３０側の歯部材１５ａ（図２）とが、たとえば図９に示すように接続される（噛み合わされる）。また、クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１への通電を停止して、磁力の発生を停止させる。これにより、噛み合わせクラッチ１５の両歯部材１５ａ、１５ｂが、図２に示すように接続を解除される（噛み合わせを外される）。
【００３６】
モータ駆動部６（図１）は、複数の半導体スイッチング素子を有したブリッジ回路とドライバ回路とモータ電流検出回路５などから構成されている。モータ駆動部６は、バックドア３０を開閉動作させるために、電動モータ１２を正方向と逆方向へ回転させる。また、モータ駆動部６は、電動モータ１２に流す電流の方向と大きさを変化させて、電動モータ１２の回転速度と回転方向を切り替える。制御部１の電流検出部２は、モータ電流検出回路５からの出力信号により、電動モータ１２に流れる電流の大きさと方向を検出する。
【００３７】
パルス検出回路７は、エンコーダ１３の出力からパルス信号を検出する。制御部１の速度検出部３は、パルス検出回路７からの出力信号により、電動モータ１２の回転速度を検出する。また、速度検出部３は、電動モータ１２の回転速度に基づいて、バックドア３０の開閉速度を検出する。
【００３８】
次に、バックドア３０を自動で開閉させるときの電子制御装置１００の動作を、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００３９】
バックドア３０を自動開閉させるため、まず、制御部１は、クラッチ駆動部４をＯＮ（作動）状態にして、電磁コイル１１（図３）に通電し、噛み合わせクラッチ１５を接続する（図４のステップＳ１）。次に、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ（作動）状態にして、電動モータ１２をバックドア３０の動作方向に応じた回転方向へ回転させる（ステップＳ２）。これにより、電動モータ１２の駆動力が開閉機構１６（図２）に伝達されて、バックドア３０の開閉が開始される。
【００４０】
そして、制御部１は、バックドア３０の開閉の速度制御を行う（ステップＳ３）。詳しくは、図３に示すように、エンコーダ１３からの出力信号がパルス検出回路７で処理された後、制御部１は、速度検出部３により、パルス検出回路７からの出力信号に基づいて、バックドア３０の開閉する速度を演算する（符号２１）。また、制御部１は、パルス検出回路７からの出力信号に基づいて、バックドア３０の開度（角度）を演算する（符号２２）。さらに、制御部１は、その開度に基づいて、バックドア３０の目標速度を演算する（符号２３）。
【００４１】
そして、制御部１は、バックドア３０の速度を目標速度に近づけるように、バックドア３０の開閉速度を制御する（符号２０）。具体的には、制御部１は、モータ駆動部６により電動モータ１２に流す電流値を調整して、電動モータ１２の回転を制御する。
【００４２】
バックドア３０の開閉時に、重力、風力、および図８に示したダンパ１８や開閉機構１６などの機械的要素の反力などの外力が、バックドア３０に加わる。機械的要素からの反力は、バックドア３０を跳ね上げるように作用するものが大きい。
【００４３】
バックドア３０の開動作時の目標速度は、たとえば、図５（ａ）に実線で示すように、加速して、所定の一定値を保持した後、減速する。これに対して、機械的要素の反力が大きい場合や、バックドア３０にかかる負荷（重力や風力など）が小さい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０を若干開いた後、バックドア３０が自ら開く速度は、図５（ａ）に二点鎖線で示すように変化する。つまり、急激に加速して、目標速度を上回った後、全開するまで緩やかに加速を続ける。
【００４４】
また、機械的要素の反力が小さい場合や、バックドア３０にかかる負荷が大きい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで開いた後、バックドア３０が自ら開く速度は、図５（ａ）に一点鎖線で示すように変化する。つまり、加速した後、全開するまで緩やかに加速を続け、目標速度を上回ることはない。
【００４５】
いずれにおいても、バックドア３０の開動作を開始してからしばらくの間は、電動モータ１２の駆動力を大きくして、バックドア３０の上昇を促進する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の開動作をアシストする。その後、一点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータ１２でのアシストを続ける。また、二点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータの駆動力を小さくして、バックドア３０の上昇を抑制する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の開動作にブレーキをかける。
【００４６】
一方、バックドア３０の閉動作時の目標速度は、たとえば、図５（ｂ）に実線で示すように、加速して、所定の一定値を保持した後、減速する。これに対して、機械的要素の反力が大きい場合や、バックドア３０にかかる負荷が小さい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで閉じた後、バックドア３０が自ら閉じる速度は、図５（ｂ）に二点鎖線で示すように変化する。つまり、全閉するまで緩やかに加速を続け、目標速度を上回ることはない。
【００４７】
また、機械的要素の反力が小さい場合や、バックドア３０にかかる負荷が大きい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで閉じた後、バックドア３０が自ら閉じる速度は、図５（ｂ）に一点鎖線で示すように変化する。つまり、全閉するまで急激に加速を続け、目標速度を上回る。
【００４８】
いずれにおいても、バックドア３０の閉動作を開始してからしばらくの間は、電動モータ１２の駆動力を大きくして、バックドア３０の下降を促進する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の閉動作をアシストする。その後、二点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータ１２でのアシストを続ける。また、一点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、目標速度を上回るまで、電動モータ１２でのアシストを続けた後、電動モータ１２によりバックドア３０の閉動作にブレーキをかける。
【００４９】
上記のような、バックドア３０の開閉速度制御中に、制御部１は、電流検出部２により、モータ電流検出回路５からの出力信号に基づいて、電動モータ１２に流れる電流値を検出する（図３の符号２４）。この電流値の検出は、所定周期で実行され、その検出結果は、制御部１の内蔵メモリに記録される。また、制御部１は、電流検出部２により、モータ電流検出回路５からの出力信号に基づいて、電動モータ１２に流れる電流の方向を検出する（符号２５）。さらに、制御部１は、この検出した電流方向から、電動モータ１２の回転方向を判断する。
【００５０】
バックドア３０を開閉させてゆく過程で、制御部１は、バックドア３０の停止条件が成立したか否かを確認する（図４のステップＳ４）。停止条件としては、たとえば、バックドア３０の全開位置または全閉位置への到達、各部の故障検出、およびユーザによる開閉キャンセル操作などがある。バックドア３０の全開位置または全閉位置への到達は、エンコーダ１３の出力や、図示しないセンサの出力より検出される。各部の故障は、制御部１が別途実行する故障診断により検出される。ユーザによる開閉キャンセル操作は、図示しない操作ボタンの状態から検出される。
【００５１】
制御部１は、バックドア３０の停止条件が成立すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、モータ駆動部６をＯＦＦ（停止）状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ５）。そして、クラッチ駆動部４をＯＦＦ（停止）状態にして、電磁コイル１１への通電を停止し、噛み合わせクラッチ１５の接続を解除する（ステップＳ６）。
【００５２】
また、制御部１は、電動モータ１２の停止直前に、電動モータ１２に流れた電流値と、所定のしきい値（図３の符号２７）とを比較し、該電流値がしきい値以上であるか否かを判定する（図３の符号２８、図４のステップＳ７）。所定のしきい値は、予め設定されていて、制御部１の内蔵メモリに記録されている。そして、制御部１は、上記判定結果に基づいて、電動モータ１２の微動制御を行う（図３の符号２６）。
【００５３】
すなわち、電動モータ１２が停止直前までバックドア３０の開閉動作をアシストしていた場合は、電動モータ１２の駆動力が大きいため、停止直前の電動モータ１２の電流値はしきい値以上になる（図４のステップＳ７：ＹＥＳ）。この場合、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ状態にして、所定時間（瞬時）だけ、電動モータ１２に停止前と逆方向に電流を流して、電動モータ１２を停止前と逆方向に回転させる（ステップＳ８）。時間の計測は、制御部１の内蔵タイマを用いて行われる。この電動モータ１２の逆方向への微回転中または微回転後に、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いがゆるまって、接続が解除される。そして、制御部１は、モータ駆動部６をＯＦＦ状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ１０）。
【００５４】
また、電動モータ１２が停止直前までバックドア３０の開閉動作にブレーキをかけていた場合は、電動モータ１２の駆動力が小さいため、停止直前の電動モータ１２の電流値はしきい値未満になる（ステップＳ７：ＮＯ）。この場合、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ状態にして、所定時間（瞬時）だけ、電動モータ１２に停止前と同じ順方向に電流を流して、電動モータ１２を停止前と同じ順方向に回転させる（ステップＳ９）。この電動モータ１２の順方向への微回転中または微回転後に、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いがゆるまって、接続が解除される。そして、制御部１は、モータ駆動部６をＯＦＦ状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ１０）。
【００５５】
上記実施形態によると、バックドア３０の停止直前に、大きな外力がバックドア３０の開閉方向と反対方向に加わっていると、電動モータ１２がバックドア３０の開閉動作をアシストしている。このため、図９（ｂ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５の電動モータ１２側の歯部材１５ｂがバックドア３０側の歯部材１５ａをバックドア３０の動作方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。この場合、電動モータ１２の駆動力が大きかったため、電動モータ１２の停止直前の電流値がしきい値以上になり、電動モータ１２を停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００５６】
また、バックドア３０の停止直前に、大きな外力がバックドア３０の開閉方向と同じ方向に加わっていると、電動モータ１２がバックドア３０の動作にブレーキをかけている。このため、図９（ａ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５のバックドア３０側の歯部材１５ａが電動モータ１２側の歯部材１５ｂをバックドア３０の動作方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。この場合、電動モータ１２の駆動力が小さかったため、電動モータ１２の停止直前の電流値がしきい値未満になり、電動モータ１２を停止前の回転方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００５７】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、図４に示したように、停止直前の電流モータ１２の電流値としきい値とを比較している（ステップＳ７）。しかしながら、本発明はこれに限定するものではなく、しきい値として、停止前の電動モータ１２の回転方向に応じた２つのしきい値を設定してもよい。たとえば、図６の符号２７ａで示すように、電動モータ１２が、停止前にバックドア３０を開く方向へ回転していた場合の第１しきい値と、電動モータ１２が、停止前にバックドア３０を閉じる方向へ回転していた場合の第２しきい値とを予め設定しておいてもよい。
【００５８】
この場合、図７に示すように、制御部１は、停止条件が成立して（ステップＳ４：ＹＥＳ）、電動モータ１２を停止させた（ステップＳ５）後、停止直前の電動モータ１２の電流値が、停止前の電動モータ１２の回転方向に応じたしきい値（第１しきい値または第２しきい値）以上であるか否かを判定すればよい（ステップＳ７ａ）。
【００５９】
また、上記実施形態では、図４に示したように、クラッチ駆動部４により噛み合わせクラッチ１５を接続解除してから（ステップＳ６）、停止直前の電動モータ１２の電流値としきい値との大小を判定している（ステップＳ７）。しかしながら、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、図７に示すように、停止直前の電動モータ１２の電流値としきい値との大小判定（ステップＳ７ａ）の結果に基づいて、電動モータ１２を微動制御してから（ステップＳ８〜Ｓ１０）、クラッチ駆動部４をＯＦＦ状態にして、噛み合わせクラッチ１５を接続解除する（ステップＳ６ａ）ようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、電動モータ１２として、直流電動モータを用いた例を挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではなく、交流電動モータを用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、噛み合わせクラッチ１５として、噛み合い式の電磁クラッチを用いた例を挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、電動モータなどの駆動により、歯部材同士を接続または接続解除する噛み合わせクラッチを用いてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、自動車４０のバックドア３０の開閉動作を制御する電子制御装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、これ以外の駆動対象の動作を制御する電子制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 制御部
２ 電流検出部
４ クラッチ駆動部
６ モータ駆動部
１２ 電動モータ
１５ 噛み合わせクラッチ
２７ しきい値
２７ａ 第１しきい値、第２しきい値
３０ バックドア
１００ 電子制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させ、電動モータの駆動力を駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車のバックドアやスライドドアなどの開閉体は、正逆回転可能な電動モータを駆動源として、電子制御装置（ＥＣＵ）に開閉動作を制御される。バックドアの駆動装置には、特許文献１に開示されているような、アーム式の開閉機構や、特許文献２に開示されているような、スピンドル式の開閉機構などが採用されている。スライドドアの駆動装置には、特許文献３〜５に開示されているような、ベルト・プーリ式の開閉機構や、特許文献６に開示されているような、ワイヤ式の開閉機構などが採用されている。
【０００３】
電動モータの駆動力をバックドアやスライドドアなどの駆動対象に断続して伝達するために、電動モータと駆動対象とをつなぐ回転軸には、噛み合わせクラッチが設けられている。噛み合わせクラッチには、特許文献３〜６に開示されているような、電磁作用で作動する電磁クラッチや、特許文献７に開示されているような、モータの駆動力で作動するクラッチなどがある。
【０００４】
噛み合わせクラッチには、電動モータ側歯部材と駆動対象側歯部材とが備わっている。両歯部材を接続する（噛み合わせる）ことにより、電動モータの駆動力が駆動対象に伝達されて、駆動対象が動作する。また、両歯部材の接続を解除する（噛み合いを外す）ことにより、電動モータの駆動力が駆動対象に伝達されなくなって、駆動対象が動作しなくなる。
【０００５】
噛み合わせクラッチの接続を解除する際に、駆動対象に外力がかかると、噛み合っている歯部材に負荷が加わり、接続が解除されないおそれがある。また、歯部材間の静止摩擦により、接続が解除され難くなることがある。
【０００６】
そこで、噛み合わせクラッチの接続を解除し易くするため、特許文献３および特許文献４では、電動モータを停止して、電磁クラッチへの通電を停止した後に、電動モータを短時間、両回転方向に駆動して、電磁クラッチを接続解除（切断）状態にしている。また、特許文献４では、駆動対象（スライドドア）が外力により開方向または閉方向に移動している場合は、電磁クラッチに一定時間通電した後に、該通電を遮断し、駆動対象を移動中の方向へ駆動させる回転方向に電動モータを作動して、電磁クラッチの噛み合った歯部材に加わる負荷を解除している。
【０００７】
また、特許文献５では、電動モータへの電流が所定値以上に達したか否かにより、電動モータへの負荷の有無を判断し、負荷有りと判断した場合に、電動モータを停止した後、電動モータを停止以前と逆方向に回転させている。そして、電動モータが一定量逆方向に回転した場合に、電動モータと電磁クラッチへの通電をそれぞれ遮断している。
【０００８】
また、特許文献６では、駆動対象（スライドドア）が全開位置に到達した際に、電動モータを停止した後、駆動対象が閉作動する方向へ電動モータを低出力で反転させている。そして、一定時間経過後に電動モータを停止し、駆動対象が所定量移動していない場合に、電動モータを前記低出力より大きな出力で再度反転させている。
【０００９】
また、特許文献７では、フリーホイールハブ用の噛み合わせクラッチにおいて、噛み合わせクラッチを接続状態にする際に、クラッチ駆動用のモータを第１所定時間だけ正転させている。そして、噛み合わせクラッチを接続解除状態にする際に、クラッチ駆動用のモータを第１所定時間より長い第２所定時間だけ逆転させている。
【００１０】
さらに、特許文献８では、駆動対象（ルーフガラス）を動作させるギヤなどの噛み合い部分に大きな荷重が作用したままになるのを防止するために、駆動対象が全閉位置に至って、電動モータがロック状態になると、電動モータを微小時間反転させている。そして、駆動対象が全閉位置から移動していない場合に、電動モータを再度微小時間反転させている。
【００１１】
ところで、自動車の傾斜や気候によって、バックドアやスライドドアなどの駆動対象に加わる重力や風力などの外力の方向や大きさが異なる。また、駆動対象の開閉位置によって、駆動対象に加わる重力や機械的要素からの反力などの外力の方向や大きさが異なる。そのため、駆動対象の動作を制御する際には、駆動対象に対する外力の加わり方によって、電動モータの役割が異なり、噛み合わせクラッチの噛み合い状態が異なる。
【００１２】
具体的には、たとえば、自動車のバックドアを所定速度で閉めるように制御する際に、バックドアに閉方向へ大きな外力が加わると、バックドアの自然落下速度が速くなる。この場合、電動モータの駆動力を小さくして、開閉機構からバックドアに落下方向とは逆方向に力を加えて、バックドアの落下を抑制する。つまり、電動モータがバックドアの閉動作にブレーキをかける。このとき、図９（ａ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５では、バックドア側の歯部材１５ａが電動モータ側の歯部材１５ｂをバックドアの閉方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。
【００１３】
また、バックドアを所定速度で閉めるように制御する際に、バックドアに開方向へ大きな外力が加わると、バックドアの自然落下速度が遅くなる。この場合、電動モータの駆動力を大きくして、開閉機構からバックドアに落下方向に力を加えて、バックドアの落下を促進する。つまり、電動モータがバックドアの閉動作をアシストする。このとき、図９（ｂ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５では、電動モータ側の歯部材１５ｂがバックドア側の歯部材１５ａをバックドアの閉方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。
【００１４】
このように、駆動対象に対する外力の加わり方によって、噛み合わせクラッチ１５の噛み合わせ状態が異なると、その後、噛み合わせクラッチ１５の接続を解除するときに、歯部材１５ａ、１５ｂ同士が離れ難くなり、接続が解除されなくなるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１１８２７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−７２１７９号公報
【特許文献３】特開２００２−１８０７３９号公報
【特許文献４】特開２００２−１８０７４０号公報
【特許文献５】特開２００３−１４８０４８号公報
【特許文献６】特開２００２−３２２８７０号公報
【特許文献７】特許第２８７０８６５号公報
【特許文献８】特開２００３−３５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の課題は、駆動対象に対する外力の加わり方が異なる場合でも、噛み合わせクラッチの接続を確実に解除することができる電子制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る電子制御装置は、駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させるモータ駆動部と、電動モータの駆動力を駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除するクラッチ駆動部と、モータ駆動部とクラッチ駆動部とを制御する制御部と、電動モータに流れる電流を検出する電流検出部とを備える。制御部は、モータ駆動部により電動モータを停止させた後、電流検出部により検出された、電動モータに流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、モータ駆動部により電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、前記停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、モータ駆動部により電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、かつ、クラッチ駆動部により噛み合わせクラッチを接続解除させる。
【００１８】
上記によると、駆動対象の停止直前に、大きな外力が駆動対象の動作方向と反対方向に加わって、電動モータが駆動対象の動作をアシストするように駆動していた場合は、噛み合わせクラッチのモータ側の歯部材が駆動対象側の歯部材を駆動対象の動作方向へ押すようにして、両歯部材が噛み合っている。この場合、電動モータの駆動力が大きかったため、電動モータの停止直前の電流値がしきい値以上になり、電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチの噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００１９】
また、駆動対象の停止直前に、大きな外力が駆動対象の動作方向と同じ方向に加わって、電動モータが駆動対象の動作にブレーキをかけるように駆動していた場合は、噛み合わせクラッチの駆動対象側の歯部材がモータ側の歯部材を駆動対象の動作方向へ押すようにして、両歯部材が噛み合っている。この場合、電動モータの駆動力が小さかったため、電動モータの停止直前の電流値がしきい値未満になり、電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチの噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００２０】
また、本発明では、上記電子制御装置において、しきい値として、電動モータが停止前に一方の方向へ回転していた場合の第１しきい値と、電動モータが停止前に他方の方向へ回転していた場合の第２しきい値とを設け、制御部は、モータ駆動部により電動モータを停止させた後、電動モータの停止直前の電流値と、電動モータの停止前の回転方向に応じた第１しきい値または第２しきい値とを比較するようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明では、上記電子制御装置において、電動モータは、直流電動モータから構成され、モータ駆動部は、電動モータへ流す電流の方向と大きさを変化させることにより、電動モータの回転速度と回転方向を切り替えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、本発明では、上記電子制御装置において、噛み合わせクラッチは、噛み合い式の電磁クラッチから構成され、クラッチ駆動部は、噛み合わせクラッチに設けられたコイルに通電することにより、噛み合わせクラッチを接続し、コイルへの通電を停止することにより、噛み合わせクラッチを接続解除するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、駆動対象に対する外力の加わり方が異なる場合でも、噛み合わせクラッチの接続を確実に解除することができる電子制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子制御装置の電気ブロック図である。
【図２】同電子制御装置が作動させる機械構成を示した図である。
【図３】同電子制御装置の制御ブロック図である。
【図４】同電子制御装置の動作フローチャートである。
【図５】自動車のバックドアの開閉速度を示した図である。
【図６】他の実施形態に係る電子制御装置の制御ブロック図である。
【図７】他の実施形態に係る電子制御装置の動作フローチャートである。
【図８】自動車のバックドアとバックドアの駆動装置を示した図である。
【図９】噛み合わせクラッチの噛み合い状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。
【００２６】
まず、本発明の一実施形態に係る電子制御装置（ＥＣＵ）１００の構成を、図１を参照しながら説明する。また、電子制御装置１００が作動させる機械構成を、図２および図８を参照しながら説明する。
【００２７】
電子制御装置１００は、駆動装置１０を作動させて、図８に示すような、自動車４０のバックドア３０の開閉動作を制御する。駆動装置１０には、図１に示す電磁コイル１１と電動モータ１２とエンコーダ１３と、図２に示すギヤ群１４と噛み合わせクラッチ１５と開閉機構１６とが備わっている。
【００２８】
電動モータ１２は、直流電動モータから構成されている。電動モータ１２は、駆動源であり、正逆回転可能である。電動モータ１２の駆動力は、ギヤ群１４、噛み合わせクラッチ１５、および開閉機構１６を介して、駆動対象であるバックドア３０に伝達される。
【００２９】
エンコーダ１３は、電動モータ１２の正方向と逆方向の回転を検出するために、２相設けられている。噛み合わせクラッチ１５は、噛み合い式の電磁クラッチから構成されている。噛み合わせクラッチ１５は、電動モータ１２の駆動力をバックドア３０に断続して伝達するために、ギヤ群１４と開閉機構１６との間に設けられている。
【００３０】
開閉機構１６として、アーム式の開閉機構が採用された場合は、図８（ａ）に示すように、自動車４０の後部の左右の一方端に駆動装置１０が取り付けられ、左右両端にダンパ１８が取り付けられる。また、スピンドル式の開閉機構が採用された場合は、図８（ｂ）に示すように、自動車４０の後部の左右の一方端に駆動装置１０が取り付けられ、他方端にダンパ１８が取り付けられる。
【００３１】
電動モータ１２の駆動力が開閉機構１６に伝達されることにより、開閉機構１６に備わるアーム１７（図８（ａ））または図示しないスピンドルがバックドア３０を押し上げたり引き下げたりして、バックドア３０が開閉される。また、そのときのバックドア３０の急激な勢いや振動などは、ダンパ１８により吸収される。
【００３２】
図１に示すように、電子制御装置１００には、制御部１、クラッチ駆動部４、モータ駆動部６、パルス検出回路７、および電圧変換部８が備わっている。クラッチ駆動部４、モータ駆動部６、および電圧変換部８は、電源であるバッテリ９と接続されている。
【００３３】
電圧変換部８は、バッテリ９の電圧を制御部１用の電圧値に変換する。制御部１は、バッテリ９から電圧変換部８を介して電力を供給される。制御部１は、マイクロコンピュータとメモリから構成されている。制御部１には、電流検出部２と速度検出部３が備わっている。制御部１は、クラッチ駆動部４とモータ駆動部６とを制御する。
【００３４】
クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１に電流を流す回路から構成されている。電磁コイル１１は、噛み合わせクラッチ１５（図２）に設けられている。クラッチ駆動部４は、電動モータ１２の駆動力をバックドア３０に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチ１５を接続または接続解除する。
【００３５】
詳しくは、クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１に通電して、磁力を発生させる。これにより、噛み合わせクラッチ１５の電動モータ１２側の歯部材１５ｂとバックドア３０側の歯部材１５ａ（図２）とが、たとえば図９に示すように接続される（噛み合わされる）。また、クラッチ駆動部４は、電磁コイル１１への通電を停止して、磁力の発生を停止させる。これにより、噛み合わせクラッチ１５の両歯部材１５ａ、１５ｂが、図２に示すように接続を解除される（噛み合わせを外される）。
【００３６】
モータ駆動部６（図１）は、複数の半導体スイッチング素子を有したブリッジ回路とドライバ回路とモータ電流検出回路５などから構成されている。モータ駆動部６は、バックドア３０を開閉動作させるために、電動モータ１２を正方向と逆方向へ回転させる。また、モータ駆動部６は、電動モータ１２に流す電流の方向と大きさを変化させて、電動モータ１２の回転速度と回転方向を切り替える。制御部１の電流検出部２は、モータ電流検出回路５からの出力信号により、電動モータ１２に流れる電流の大きさと方向を検出する。
【００３７】
パルス検出回路７は、エンコーダ１３の出力からパルス信号を検出する。制御部１の速度検出部３は、パルス検出回路７からの出力信号により、電動モータ１２の回転速度を検出する。また、速度検出部３は、電動モータ１２の回転速度に基づいて、バックドア３０の開閉速度を検出する。
【００３８】
次に、バックドア３０を自動で開閉させるときの電子制御装置１００の動作を、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００３９】
バックドア３０を自動開閉させるため、まず、制御部１は、クラッチ駆動部４をＯＮ（作動）状態にして、電磁コイル１１（図３）に通電し、噛み合わせクラッチ１５を接続する（図４のステップＳ１）。次に、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ（作動）状態にして、電動モータ１２をバックドア３０の動作方向に応じた回転方向へ回転させる（ステップＳ２）。これにより、電動モータ１２の駆動力が開閉機構１６（図２）に伝達されて、バックドア３０の開閉が開始される。
【００４０】
そして、制御部１は、バックドア３０の開閉の速度制御を行う（ステップＳ３）。詳しくは、図３に示すように、エンコーダ１３からの出力信号がパルス検出回路７で処理された後、制御部１は、速度検出部３により、パルス検出回路７からの出力信号に基づいて、バックドア３０の開閉する速度を演算する（符号２１）。また、制御部１は、パルス検出回路７からの出力信号に基づいて、バックドア３０の開度（角度）を演算する（符号２２）。さらに、制御部１は、その開度に基づいて、バックドア３０の目標速度を演算する（符号２３）。
【００４１】
そして、制御部１は、バックドア３０の速度を目標速度に近づけるように、バックドア３０の開閉速度を制御する（符号２０）。具体的には、制御部１は、モータ駆動部６により電動モータ１２に流す電流値を調整して、電動モータ１２の回転を制御する。
【００４２】
バックドア３０の開閉時に、重力、風力、および図８に示したダンパ１８や開閉機構１６などの機械的要素の反力などの外力が、バックドア３０に加わる。機械的要素からの反力は、バックドア３０を跳ね上げるように作用するものが大きい。
【００４３】
バックドア３０の開動作時の目標速度は、たとえば、図５（ａ）に実線で示すように、加速して、所定の一定値を保持した後、減速する。これに対して、機械的要素の反力が大きい場合や、バックドア３０にかかる負荷（重力や風力など）が小さい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０を若干開いた後、バックドア３０が自ら開く速度は、図５（ａ）に二点鎖線で示すように変化する。つまり、急激に加速して、目標速度を上回った後、全開するまで緩やかに加速を続ける。
【００４４】
また、機械的要素の反力が小さい場合や、バックドア３０にかかる負荷が大きい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで開いた後、バックドア３０が自ら開く速度は、図５（ａ）に一点鎖線で示すように変化する。つまり、加速した後、全開するまで緩やかに加速を続け、目標速度を上回ることはない。
【００４５】
いずれにおいても、バックドア３０の開動作を開始してからしばらくの間は、電動モータ１２の駆動力を大きくして、バックドア３０の上昇を促進する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の開動作をアシストする。その後、一点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータ１２でのアシストを続ける。また、二点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータの駆動力を小さくして、バックドア３０の上昇を抑制する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の開動作にブレーキをかける。
【００４６】
一方、バックドア３０の閉動作時の目標速度は、たとえば、図５（ｂ）に実線で示すように、加速して、所定の一定値を保持した後、減速する。これに対して、機械的要素の反力が大きい場合や、バックドア３０にかかる負荷が小さい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで閉じた後、バックドア３０が自ら閉じる速度は、図５（ｂ）に二点鎖線で示すように変化する。つまり、全閉するまで緩やかに加速を続け、目標速度を上回ることはない。
【００４７】
また、機械的要素の反力が小さい場合や、バックドア３０にかかる負荷が大きい場合には、電動モータ１２の駆動力でバックドア３０をある程度まで閉じた後、バックドア３０が自ら閉じる速度は、図５（ｂ）に一点鎖線で示すように変化する。つまり、全閉するまで急激に加速を続け、目標速度を上回る。
【００４８】
いずれにおいても、バックドア３０の閉動作を開始してからしばらくの間は、電動モータ１２の駆動力を大きくして、バックドア３０の下降を促進する。つまり、電動モータ１２によりバックドア３０の閉動作をアシストする。その後、二点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、電動モータ１２でのアシストを続ける。また、一点鎖線で示す自開速度の場合は、目標速度に近づけるために、目標速度を上回るまで、電動モータ１２でのアシストを続けた後、電動モータ１２によりバックドア３０の閉動作にブレーキをかける。
【００４９】
上記のような、バックドア３０の開閉速度制御中に、制御部１は、電流検出部２により、モータ電流検出回路５からの出力信号に基づいて、電動モータ１２に流れる電流値を検出する（図３の符号２４）。この電流値の検出は、所定周期で実行され、その検出結果は、制御部１の内蔵メモリに記録される。また、制御部１は、電流検出部２により、モータ電流検出回路５からの出力信号に基づいて、電動モータ１２に流れる電流の方向を検出する（符号２５）。さらに、制御部１は、この検出した電流方向から、電動モータ１２の回転方向を判断する。
【００５０】
バックドア３０を開閉させてゆく過程で、制御部１は、バックドア３０の停止条件が成立したか否かを確認する（図４のステップＳ４）。停止条件としては、たとえば、バックドア３０の全開位置または全閉位置への到達、各部の故障検出、およびユーザによる開閉キャンセル操作などがある。バックドア３０の全開位置または全閉位置への到達は、エンコーダ１３の出力や、図示しないセンサの出力より検出される。各部の故障は、制御部１が別途実行する故障診断により検出される。ユーザによる開閉キャンセル操作は、図示しない操作ボタンの状態から検出される。
【００５１】
制御部１は、バックドア３０の停止条件が成立すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、モータ駆動部６をＯＦＦ（停止）状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ５）。そして、クラッチ駆動部４をＯＦＦ（停止）状態にして、電磁コイル１１への通電を停止し、噛み合わせクラッチ１５の接続を解除する（ステップＳ６）。
【００５２】
また、制御部１は、電動モータ１２の停止直前に、電動モータ１２に流れた電流値と、所定のしきい値（図３の符号２７）とを比較し、該電流値がしきい値以上であるか否かを判定する（図３の符号２８、図４のステップＳ７）。所定のしきい値は、予め設定されていて、制御部１の内蔵メモリに記録されている。そして、制御部１は、上記判定結果に基づいて、電動モータ１２の微動制御を行う（図３の符号２６）。
【００５３】
すなわち、電動モータ１２が停止直前までバックドア３０の開閉動作をアシストしていた場合は、電動モータ１２の駆動力が大きいため、停止直前の電動モータ１２の電流値はしきい値以上になる（図４のステップＳ７：ＹＥＳ）。この場合、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ状態にして、所定時間（瞬時）だけ、電動モータ１２に停止前と逆方向に電流を流して、電動モータ１２を停止前と逆方向に回転させる（ステップＳ８）。時間の計測は、制御部１の内蔵タイマを用いて行われる。この電動モータ１２の逆方向への微回転中または微回転後に、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いがゆるまって、接続が解除される。そして、制御部１は、モータ駆動部６をＯＦＦ状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ１０）。
【００５４】
また、電動モータ１２が停止直前までバックドア３０の開閉動作にブレーキをかけていた場合は、電動モータ１２の駆動力が小さいため、停止直前の電動モータ１２の電流値はしきい値未満になる（ステップＳ７：ＮＯ）。この場合、制御部１は、モータ駆動部６をＯＮ状態にして、所定時間（瞬時）だけ、電動モータ１２に停止前と同じ順方向に電流を流して、電動モータ１２を停止前と同じ順方向に回転させる（ステップＳ９）。この電動モータ１２の順方向への微回転中または微回転後に、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いがゆるまって、接続が解除される。そして、制御部１は、モータ駆動部６をＯＦＦ状態にして、電動モータ１２を停止させる（ステップＳ１０）。
【００５５】
上記実施形態によると、バックドア３０の停止直前に、大きな外力がバックドア３０の開閉方向と反対方向に加わっていると、電動モータ１２がバックドア３０の開閉動作をアシストしている。このため、図９（ｂ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５の電動モータ１２側の歯部材１５ｂがバックドア３０側の歯部材１５ａをバックドア３０の動作方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。この場合、電動モータ１２の駆動力が大きかったため、電動モータ１２の停止直前の電流値がしきい値以上になり、電動モータ１２を停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００５６】
また、バックドア３０の停止直前に、大きな外力がバックドア３０の開閉方向と同じ方向に加わっていると、電動モータ１２がバックドア３０の動作にブレーキをかけている。このため、図９（ａ）に示すように、噛み合わせクラッチ１５のバックドア３０側の歯部材１５ａが電動モータ１２側の歯部材１５ｂをバックドア３０の動作方向へ押すようにして、両歯部材１５ａ、１５ｂが噛み合っている。この場合、電動モータ１２の駆動力が小さかったため、電動モータ１２の停止直前の電流値がしきい値未満になり、電動モータ１２を停止前の回転方向に所定時間だけ回転させることで、噛み合わせクラッチ１５の噛み合いをゆるめて、接続を確実に解除することができる。
【００５７】
本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、上記実施形態では、図４に示したように、停止直前の電流モータ１２の電流値としきい値とを比較している（ステップＳ７）。しかしながら、本発明はこれに限定するものではなく、しきい値として、停止前の電動モータ１２の回転方向に応じた２つのしきい値を設定してもよい。たとえば、図６の符号２７ａで示すように、電動モータ１２が、停止前にバックドア３０を開く方向へ回転していた場合の第１しきい値と、電動モータ１２が、停止前にバックドア３０を閉じる方向へ回転していた場合の第２しきい値とを予め設定しておいてもよい。
【００５８】
この場合、図７に示すように、制御部１は、停止条件が成立して（ステップＳ４：ＹＥＳ）、電動モータ１２を停止させた（ステップＳ５）後、停止直前の電動モータ１２の電流値が、停止前の電動モータ１２の回転方向に応じたしきい値（第１しきい値または第２しきい値）以上であるか否かを判定すればよい（ステップＳ７ａ）。
【００５９】
また、上記実施形態では、図４に示したように、クラッチ駆動部４により噛み合わせクラッチ１５を接続解除してから（ステップＳ６）、停止直前の電動モータ１２の電流値としきい値との大小を判定している（ステップＳ７）。しかしながら、本発明はこれに限定するものではない。たとえば、図７に示すように、停止直前の電動モータ１２の電流値としきい値との大小判定（ステップＳ７ａ）の結果に基づいて、電動モータ１２を微動制御してから（ステップＳ８〜Ｓ１０）、クラッチ駆動部４をＯＦＦ状態にして、噛み合わせクラッチ１５を接続解除する（ステップＳ６ａ）ようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、電動モータ１２として、直流電動モータを用いた例を挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではなく、交流電動モータを用いてもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、噛み合わせクラッチ１５として、噛み合い式の電磁クラッチを用いた例を挙げたが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、たとえば、電動モータなどの駆動により、歯部材同士を接続または接続解除する噛み合わせクラッチを用いてもよい。
【００６２】
さらに、上記実施形態では、自動車４０のバックドア３０の開閉動作を制御する電子制御装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、これ以外の駆動対象の動作を制御する電子制御装置に対しても、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 制御部
２ 電流検出部
４ クラッチ駆動部
６ モータ駆動部
１２ 電動モータ
１５ 噛み合わせクラッチ
２７ しきい値
２７ａ 第１しきい値、第２しきい値
３０ バックドア
１００ 電子制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させるモータ駆動部と、
前記電動モータの駆動力を前記駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除するクラッチ駆動部と、
前記モータ駆動部と前記クラッチ駆動部とを制御する制御部と、
前記電動モータに流れる電流を検出する電流検出部と、を備えた電子制御装置において、
前記制御部は、
前記モータ駆動部により前記電動モータを停止させた後、
前記電流検出部により検出された、前記電動モータに流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、前記モータ駆動部により前記電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、
前記停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、前記モータ駆動部により前記電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、
かつ、
前記クラッチ駆動部により前記噛み合わせクラッチを接続解除させる、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記しきい値として、前記電動モータが停止前に一方の方向へ回転していた場合の第１しきい値と、前記電動モータが停止前に他方の方向へ回転していた場合の第２しきい値とを設け、
前記制御部は、
前記モータ駆動部により前記電動モータを停止させた後、
前記電動モータの前記停止直前の電流値と、前記電動モータの停止前の回転方向に応じた前記第１しきい値または前記第２しきい値とを比較する、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
前記電動モータは、直流電動モータから構成され、
前記モータ駆動部は、前記電動モータへ流す電流の方向と大きさを変化させることにより、前記電動モータの回転速度と回転方向を切り替える、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子制御装置において、
前記噛み合わせクラッチは、噛み合い式の電磁クラッチから構成され、
前記クラッチ駆動部は、前記噛み合わせクラッチに設けられたコイルに通電することにより、前記噛み合わせクラッチを接続し、前記コイルへの通電を停止することにより、前記噛み合わせクラッチを接続解除する、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項１】
駆動対象を動作させるために、電動モータを回転させるモータ駆動部と、
前記電動モータの駆動力を前記駆動対象に断続して伝達するために、噛み合わせクラッチを接続または接続解除するクラッチ駆動部と、
前記モータ駆動部と前記クラッチ駆動部とを制御する制御部と、
前記電動モータに流れる電流を検出する電流検出部と、を備えた電子制御装置において、
前記制御部は、
前記モータ駆動部により前記電動モータを停止させた後、
前記電流検出部により検出された、前記電動モータに流れた停止直前の電流値がしきい値以上である場合に、前記モータ駆動部により前記電動モータを停止前の回転方向と逆方向に所定時間だけ回転させ、
前記停止直前の電流値がしきい値未満である場合に、前記モータ駆動部により前記電動モータを停止前の回転方向に所定時間だけ回転させ、
かつ、
前記クラッチ駆動部により前記噛み合わせクラッチを接続解除させる、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記しきい値として、前記電動モータが停止前に一方の方向へ回転していた場合の第１しきい値と、前記電動モータが停止前に他方の方向へ回転していた場合の第２しきい値とを設け、
前記制御部は、
前記モータ駆動部により前記電動モータを停止させた後、
前記電動モータの前記停止直前の電流値と、前記電動モータの停止前の回転方向に応じた前記第１しきい値または前記第２しきい値とを比較する、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子制御装置において、
前記電動モータは、直流電動モータから構成され、
前記モータ駆動部は、前記電動モータへ流す電流の方向と大きさを変化させることにより、前記電動モータの回転速度と回転方向を切り替える、ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子制御装置において、
前記噛み合わせクラッチは、噛み合い式の電磁クラッチから構成され、
前記クラッチ駆動部は、前記噛み合わせクラッチに設けられたコイルに通電することにより、前記噛み合わせクラッチを接続し、前記コイルへの通電を停止することにより、前記噛み合わせクラッチを接続解除する、ことを特徴とする電子制御装置。
【図４】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８７４７７（Ｐ２０１３−８７４７７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８１２７（Ｐ２０１１−２２８１２７）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（５１０１２３８３９）オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 (110)
【Ｆターム（参考）】
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